Sådan fungerer bevægelsesdrevet elektronik

Som et menneske fra det 21. århundrede, du har sandsynligvis et ganske intimt forhold til elektroniske gadgets. Fra tandbørster til iPhones, vi fylder vores liv med en tilsyneladende uendelig række af dimser - som alle afhænger af elektricitet for at give os melodierne, data og vibrationer, vi har brug for for at klare det hele dagen.

Naturligt, dette medfører en temmelig voldsom afhængighed af batteriopladere, adaptere og strømforsyninger. Må på en eller anden måde score den elektricitet, ret? Men selv i situationer, hvor elektricitet virker knap, energi er rigelig. Det kurser gennem vores verden, der for at tage. Så hvorfor, i et energirigt miljø, skulle vi nogensinde skulle håndtere et dødt mobiltelefonbatteri?

Det er grundtanken bag den nyeste slags bevægelsesdrevet elektronik. Hvis vandhjul og vindmøller kan omdanne naturligt forekommende bevægelse til elektricitet, hvorfor så ikke udnytte menneskekroppens bevægelse? Dette koncept har ført til sådanne bevaringsbevidste ordninger som at bruge fodgængerfodspor til at drive gadebelysning eller drive hele danseklubber med rytmiske træk fra sine festivaller.

Hvis en af ​​disse store ideer overhovedet var gennemførlig, så ville en morgentur nok være nok til at drive en personlig musikafspiller, ret? Udsigten er særlig attraktiv i betragtning af de stigende krav til slankere og mere ansvarlig energiforbrug.

I denne artikel, vi ser på den nye teknologi inden for bevægelsesdrevet elektronik.

Optagelse af spildt bevægelsesenergi

Så forestil dig en verden, hvor du aldrig behøver at oplade din mobiltelefon eller MP3 -afspiller. Selvom teknologien måske lyder i nærheden af ​​fremtiden, det princip, det afhænger af, er lige ud af det 19. århundrede.

Den engelske kemiker og fysiker Michael Faraday fremsatte sin induktionslov i 1831, som skitserede hvordan bevægelse af en leder gennem et magnetfelt inducerer en strøm i lederen, der er proportional med bevægelseshastigheden. Faradays lov af induktion ligger til grund for funktionaliteten i verdens kraftværker. Fra kulforbrændingsanlæg til nukleare anlæg, tanken er at skabe nok kinetisk energi (den ekstra energi, der produceres ved bevægelse) for at flytte lederen gennem magnetfeltet.

Forskellige virksomheder har anvendt denne teknologi til almindelig gadgetry. En nødradio kan prale med en håndsving på siden, som du kan dreje for at producere den minimale elektricitet, der er nødvendig for at drive den. For nylig, udviklere har justeret dette design til at producere en stærkere elektrisk strøm uden behov for aktiv drejning. Disse omfatter rystelygter og strømpakker, som praler specielt spole samlinger inde i et kort rør. I hver ende af røret er der en afvisende magnet og i midten af ​​røret, du har det altafgørende magnetisk samling .

Afstødt af magneterne i hver ende, den magnetiske samling tvinges til at hænge ud i midten - indtil den er rystet. Når det sker, det er tvunget til at hoppe tilbage mellem de to afstødende kræfter, generere en elektrisk strøm, når den passerer frem og tilbage gennem spolemodulet.

Dette fører til to slags bevægelsesdrevet elektronik:dem, der kræver aktiv anvendelse af kinetisk energi, såsom cranking, og dem, der kræver passiv kinetisk energi, såsom op-og-ned-bevægelsen frembragt ved at gå eller jogge.

Ulempen, selvfølgelig, er, at passiv kinetisk energi varierer meget afhængigt af, hvad du laver. Skal du løbe kraftigt? Store, nyde en fuldt opladet mobiltelefon. Men medmindre dine nætter er fulde af søvnvandring eller natterror-fremkaldt tæsk, så forvent ikke at oplade dine batterier, mens du sover ude under stjernerne. Udviklere M2E Power (Motion to Energy) hævder, at i test, deres batterier kan gøre seks timers gennemsnitlig menneskelig bevægelse til 30 til 60 minutters mobiltelefonstrøm [kilde:LaMonica]

Sæt bevægelseskraft i gang

Fremvoksende elektronik med bevægelsesdrevet teknologi har mange applikationer, den mest oplagte er oprettelsen af ​​batteripakker, der holder din personlige gadgetry i gang, når du er på farten. Tænk på når som helst du nogensinde har holdt et emne i din hånd med et dødt batteri i det, og du har sandsynligvis en kandidat i tankerne. Her er et par yderligere applikationer til teknologien:

Militær brug :Tag et godt kig på den moderne Special Forces -soldat, og forestil dig, hvor meget batterikraft det tager at holde alt soldatens gear i gang. Rejser den moderne hær på maven, eller på en endeløs række AC -adaptere? Ifølge M2E Power, den amerikanske hær alene afhænger af 500 mobile batteriafhængige konstruktioner, krævede, at soldater slog op til 9 kilo batterier [kilde:M2E]. Af denne grund, det amerikanske militær er meget interesseret i moderne motion power -teknologi til brug i nattesynsbriller, forskellige kommunikationsudformninger og små, bærbare generatorer.

Køretøjsbrug :Hvis du nogensinde har nydt en ujævn tur i et køretøj, så ved du, at der helt sikkert er noget kinetisk energi til rådighed. I et udstyret køretøj, indbygget bevægelsesdrevet elektronik ville være i stand til at drive sig selv uafhængigt af bilbatteriet og motoren. Designere håber at kunne bruge teknologien til at udvide eksisterende hybridbildesign ved at lade køretøjerne vende kinetisk energi tilbage til elektrisk energi i batteriet. Som sådan, bevægelsesdrevet elektronik kunne sænke køretøjets ydre energibehov.

Vind, bølge og vandkraft :Bevægelsesdrevet elektronik kan også hjælpe med at forbedre traditionelle vind- og vandmøller, samt at bruge tidevandets naturlige bevægelser til at skubbe elektriske generatorer på samme måde som en morgentur ville.

Udforsk linkene på den næste side for at lære mere om batterier, elektrisk energi og grøn teknologi.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer forgasning
• Hvad er øko-plast?
• Sådan fungerer frosset brændstof
• 5 energieffektive computere

Kilder

• LaMonia, Martin. "Bevægelsesdrevet telefonoplader sashes ind." CNET Nyheder. 24. august kl. 2008. (12. juni, 2009) http://news.cnet.com/8301-11128_3-10023421-54.html
• LaMonica, Martin. "Opstart får elektrisk strøm fra bevægelse." CNET Nyheder. 16. november kl. 2007. (12. juni, 2009) http://news.cnet.com/8301-11128_3-9818487-54.html?tag=mncol;txt
• M2E strøm. (12. juni kl. 2009) http://www.m2epower.com
• "Motion -drevne mobiltelefonopladere." EarthFirst.com. 24. juni kl. 2008. (12. juni, 2009) http://earthfirst.com/motion-powered-cell-phone-chargers/